DE102015113566A1 - SYSTEM AND METHOD FOR MOTOR BLOCK COOLING - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Verbrennungsmotors offenbart. Das Verfahren kann umfassen, dass eine Temperatur eines Motorblocks detektiert wird und dass eine thermische Blockenergie ermittelt wird, welche eine Fähigkeit des Blocks zum Abführen von Wärme repräsentiert. Ein Steuerkettenschema kann zusammen mit der thermischen Blockenergie verwendet werden, um vorauszusagen, ob unmittelbar bevorsteht, dass ein Kühlmittel in dem Block in einen Siedezustand eintritt, und um dann, wenn dies der Fall ist, ein Blockventil zu öffnen, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Block zu ermöglichen. Ein Regelungsschema kann zusammen mit der detektierten Temperatur des Blocks verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Siedezustand des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht, und um das Blockventil derart zu steuern, dass eine Strömung des Kühlmittels durch den Block ermöglicht wird, die gerade ausreichend ist, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block zu verhindern.A method for improving the fuel economy of an internal combustion engine is disclosed. The method may include detecting a temperature of an engine block and determining a thermal block energy representing an ability of the block to dissipate heat. A timing chain scheme may be used along with the thermal block energy to predict whether imminent a coolant in the block is entering a boiling state and, if so, to open a block valve to allow flow of the coolant through to allow the block. A control scheme may be used along with the detected temperature of the block to determine if a boiling condition of the coolant is imminent and to control the block valve to allow flow of the coolant through the block which is just sufficient to prevent the onset of boiling of the coolant in the block.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENREFER TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/040,602, die am 22. August 2014 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62 / 040,602, filed Aug. 22, 2014. The disclosure of the above application is incorporated herein by reference in its entirety.

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum Steuern thermischer Eigenschaften eines Verbrennungsmotors und insbesondere Systeme und Verfahren zum Erhalten von thermischer Energie in einem Motorblock eines Verbrennungsmotors unter vorbestimmten Betriebsbedingungen, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.The present disclosure relates generally to systems and methods for controlling thermal characteristics of an internal combustion engine and, more particularly, to systems and methods for maintaining thermal energy in an engine block of an internal combustion engine under predetermined operating conditions to improve fuel efficiency.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Miterfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.The background description provided herein is for the purpose of generally illustrating the context of the disclosure. Both the work of the present inventors, to the extent that it is described in this Background Section, and aspects of the description, which are not otherwise considered to be prior art at the time of filing, are neither express nor implied Technique against the present disclosure approved.

Bei heutigen Personenkraftwagen und Lastkraftwagen, die einen Verbrennungsmotor verwenden, weist der Motor einen Motorblock mit einem Blockventil auf. Das Blockventil wird betrieben, um die Strömung eines Kühlmittels durch den Block zu steuern. Routinemäßige Fahrbedingungen in der Stadt erfordern jedoch typischerweise keine Strömung des Motorkühlmittels durch den Motorblock. Mit anderen Worten ist eine stillstehende Kühlmittelmenge in dem Motorblock ausreichend, um dazu beizutragen, dass die Motorblocktemperatur innerhalb eines akzeptierbaren Bereichs und unterhalb der Temperatur gehalten wird, bei der das Kühlmittel zu sieden beginnt. Ein stillstehendes Kühlmittel liefert jedoch im Allgemeinen keine genauen Temperaturinformationen, wenn diese mit einem Temperatursensor gemessen werden, der ein gewisses Maß an Strömung des Kühlmittels über sein Detektionselement erfordert. Mit anderen Worten ermöglicht das stillstehende Kühlmittel aufgrund der fehlenden Strömung nicht, dass der Temperatursensor genaue Temperaturmesswerte für das stillstehende Kühlmittel in dem Motorblock erzeugt. Wenn daher ein nicht vorhersagbarer Zustand auftreten würde, beispielsweise ein Verstopfen eines Dampflochs, wäre dieser Zustand nicht leicht mittels eines Systems zu detektieren, das lediglich die Motorblocktemperatur mit einer Steuerkettenermittlung misst.In today's passenger cars and trucks using an internal combustion engine, the engine has an engine block with a block valve. The block valve is operated to control the flow of a coolant through the block. However, routine city driving conditions typically do not require flow of engine coolant through the engine block. In other words, a stagnant amount of coolant in the engine block is sufficient to help keep the engine block temperature within an acceptable range and below the temperature at which the coolant begins to boil. However, a stalled coolant generally does not provide accurate temperature information when measured with a temperature sensor that requires some flow of coolant through its detection element. In other words, due to the lack of flow, the stagnant coolant does not allow the temperature sensor to produce accurate temperature readings for the stagnant coolant in the engine block. Therefore, if an unpredictable condition were to occur, such as plugging a steam hole, this condition would not be easily detected by a system that measures only the engine block temperature with a timing chain determination.

Es ist ebenso äußerst wünschenswert, den Motorblock bei seiner höchstmöglichen Temperatur zu halten, ohne dass ein Sieden des Kühlmittels in den Kühlmänteln verursacht wird, die in dem Motorblock gebildet sind. Durch das Halten des Motorblocks bei der höchsten zulässigen Temperatur, ohne ein Sieden des Kühlmittels zu bewirken, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden, indem das Verringern der Reibung der sich bewegenden Teile in dem Motor und das Halten des Motoröls bei einer optimalen Temperatur unterstützt werden. Daher ist es eine Herausforderung, die Motorblocktemperatur während des Betriebs bei niedriger Last (z. B. beim Fahren in der Stadt) genau zu messen, während weiterhin die Möglichkeit geschaffen wird, Informationen bezüglich der thermischen Leitfähigkeit und der thermischen Strahlung nach der Art einer Regelung zu überwachen und die Kühlmittelströmung beim Motorbetrieb sowohl mit niedriger Last als auch mit hoher Last weiterhin zu steuern, während die thermische Energie in dem Motorblock maximiert wird, ohne zuzulassen, dass ein Siedezustand des Kühlmittels in dem Block auftritt.It is also highly desirable to maintain the engine block at its highest possible temperature without causing boiling of the coolant in the cooling jackets formed in the engine block. By maintaining the engine block at the highest allowable temperature without causing boiling of the coolant, fuel efficiency can be improved by assisting in reducing the friction of the moving parts in the engine and maintaining the engine oil at an optimum temperature. Therefore, it is a challenge to accurately measure the engine block temperature during low load operation (eg, city driving) while still providing the possibility of information on thermal conductivity and thermal radiation in the manner of control and to further control the flow of coolant during engine operation at both low load and high load while maximizing thermal energy in the engine block without allowing a boiling condition of the coolant to occur in the block.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem Verbrennungsmotor. Das Verfahren kann umfassen, dass eine Temperatur eines Motorblocks des Verbrennungsmotors detektiert wird und dass eine thermische Blockenergie ermittelt wird, welche eine Fähigkeit des Motorblocks zum Abführen von Wärme repräsentiert. Ein Steuerkettenschema kann zusammen mit der thermischen Blockenergie verwendet werden, um vorauszusagen, ob unmittelbar bevorsteht, dass ein Kühlmittel in dem Motorblock in einen Siedezustand eintritt, und dann, wenn ermittelt wird, dass ein Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Motorblock unmittelbar bevorsteht, wird ein Blockventil geöffnet, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Motorblock zu ermöglichen. Ein Regelungsschema kann zusammen mit der detektierten Temperatur des Motorblocks verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Siedezustand des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht, und das Blockventil wird gesteuert, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Motorblock zu ermöglichen, die gerade ausreichend ist, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Motorblock zu verhindern.In one aspect, the present disclosure relates to a method of improving fuel economy in an internal combustion engine. The method may include a temperature of an engine block of the engine Combustion engine is detected and that a thermal block energy is determined, which represents an ability of the engine block to dissipate heat. A timing chain scheme may be used along with the thermal block energy to predict whether imminent a coolant in the engine block is entering a boiling state and then, when it is determined that onset of coolant boiling in the engine block is imminent a block valve is opened to allow flow of the coolant through the engine block. A control scheme may be used along with the detected temperature of the engine block to determine if a boiling condition of the coolant is imminent, and the block valve is controlled to allow flow of coolant through the engine block that is just sufficient to prevent deployment to prevent the boiling of the coolant in the engine block.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem Verbrennungsmotor. Das Verfahren kann umfassen, dass eine Temperatur eines Blocks des Verbrennungsmotors detektiert wird und dass eine thermische Blockenergie ermittelt wird, welche eine Fähigkeit des Blocks zum Abführen von Wärme repräsentiert. Ein Steuerkettenschema kann zusammen mit der thermischen Blockenergie verwendet werden, um vorauszusagen, ob unmittelbar bevorsteht, dass ein Kühlmittel in dem Block in einen Siedezustand eintritt, und dann, wenn ermittelt wird, dass ein Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block unmittelbar bevorsteht, wird eine Strömung des Kühlmittels durch den Block bewirkt. Ein Regelungsschema kann gleichzeitig zusammen mit der detektierten Temperatur des Blocks verwendet werden, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Block zu aktivieren, wenn ermittelt wird, dass das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht.In another aspect, the present disclosure relates to a method of improving fuel economy in an internal combustion engine. The method may include detecting a temperature of a block of the internal combustion engine and determining a thermal block energy representing an ability of the block to dissipate heat. A timing chain scheme may be used along with thermal block energy to predict whether imminent a coolant in the block is entering a boiling state and then, if it is determined that onset of coolant boiling in the block is imminent causes a flow of the coolant through the block. A control scheme may be used simultaneously with the detected temperature of the block to activate a flow of the coolant through the block when it is determined that the onset of boiling of the coolant is imminent.

Gemäß einem noch anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zum Maximieren der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem Verbrennungsmotor. Das System kann einen Block-Kühlmitteltemperatursensor umfassen, der eine Temperatur eines Kühlmittels in einem Block des Verbrennungsmotors detektiert. Ein Blockventil kann umfasst sein, das mit dem Block in Verbindung steht und ausgebildet ist, um eine Strömung eines Kühlmittels durch den Block zu steuern. Ein Motorsteuermodul kann ebenso umfasst sein, das mit dem Blockventil in Verbindung steht und in der Lage ist, das Öffnen und Schließen des Blockventils zu steuern. Das Motorsteuermodul kann ferner ausgebildet sein, um eine thermische Blockenergie zu ermitteln, welche eine Fähigkeit des Blocks zum Abführen von Wärme repräsentiert. Das Motorsteuermodul kann ferner ausgebildet sein, um ein Steuerkettenschema zusammen mit der thermischen Blockenergie zu verwenden, um vorauszusagen, ob unmittelbar bevorsteht, dass das Kühlmittel in dem Block in einen Siedezustand eintritt, und um dann, wenn ermittelt wird, dass ein Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block unmittelbar bevorsteht, das Blockventil zu öffnen, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Block zu ermöglichen. Ferner kann das Motorsteuermodul ausgebildet sein, um ein Regelungsschema zusammen mit der detektierten Temperatur des Blocks zu verwenden, um zu ermitteln, ob ein Siedezustand des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht. Wenn das Sieden des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht, kann das Motorsteuermodul das Blockventil derart steuern, dass eine Strömung des Kühlmittels durch den Block ermöglicht wird, die gerade ausreichend ist, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block zu verhindern.In yet another aspect, the present disclosure relates to a system for maximizing fuel economy in an internal combustion engine. The system may include a block coolant temperature sensor that detects a temperature of a coolant in a block of the internal combustion engine. A block valve may be included which communicates with the block and is configured to control a flow of a coolant through the block. An engine control module may also be included that communicates with the block valve and is capable of controlling the opening and closing of the block valve. The engine control module may be further configured to determine a thermal block energy that represents an ability of the block to dissipate heat. The engine control module may be further configured to use a timing chain scheme along with the thermal block energy to predict whether it is imminent that the coolant in the block enters a boiling state, and then, when it is determined that onset of boiling of the engine Coolant in the block is imminent to open the block valve to allow flow of the coolant through the block. Further, the engine control module may be configured to use a control scheme along with the detected temperature of the block to determine if a boiling condition of the coolant is imminent. When boiling of the coolant is imminent, the engine control module may control the block valve to allow flow of the coolant through the block that is just sufficient to prevent the onset of coolant boiling in the block.

Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.Further fields of application of the present disclosure will become apparent from the detailed description, the claims, and the drawings. The detailed description and specific examples are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the disclosure.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:The present disclosure will become more fully understood from the detailed description and the accompanying drawings, wherein:

1 ein Bockdiagramm eines Verbrennungsmotors auf hoher Ebene ist, das einen Motorblock in Verbindung mit einem Kühlungs-Untersystem des Motors mit geschlossenem Kreislauf darstellt; und 1 FIG. 10 is a high level block diagram of an internal combustion engine illustrating an engine block in conjunction with a closed loop engine cooling subsystem; FIG. and

2 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel von Schritten darstellt, die durch ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung zum Implementieren einer Blockkühlungsmethodik ausgeführt werden können. 2 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of steps that may be performed by a method of the present disclosure for implementing a block cooling methodology.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.In the drawings, reference numerals may be reused to identify similar and / or identical elements.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Blockdiagramm eines Motorsystems 10 auf hoher Ebener gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das System in diesem Beispiel kann einen Motorblock 12 (der nachstehend einfach als ”Block” 12 bezeichnet wird) mit einem Blockventil 14 und eine Block-Temperatursensor 16 (der nachstehend einfach als ”Blocksensor” 16 bezeichnet wird) umfassen. Ein Kühlmittel kann in der Art und Weise eines geschlossenen Kreislaufs durch den Block 12 zu einem Kühlungs-Untersystem 18 und aus diesem zirkuliert werden. Das Kühlungs-Untersystem 18 kann einen Kühler, eine Kühlmittelpumpe, einen oder mehrere Temperatursensoren und dazu gehörende Strömungssteuerventile umfassen, die typischerweise in Verbrennungsmotoren heutiger Personenkraftwagen und Lastkraftwagen verwendet werden. Die Lehren der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht notwendigerweise auf die Verwendung lediglich in Motoren von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen beschränkt, sondern sie können auch eine mögliche Anwendung bei anderen Typen von Motoren finden, die eine Kühlmittelströmung durch diese hindurch erfordern, um zu unterstützen, dass der Motor innerhalb eines optimalen Betriebstemperaturbereichs gehalten wird. Ein Motorsteuermodul 20 mit einer oder mehreren Nachschlagetabellen 20a, die in einem zugeordneten, nicht vorübergehenden Speicher (oder in einem unabhängigen Speicher) gespeichert sind, empfängt ein Temperatursignal von dem Blocksensor 16 und kann das Temperatursignal verwenden, um das Blockventil 14 zu steuern. Das Motorsteuermodul 20 kann das Blockventil gemäß einer Methodik der vorliegenden Offenbarung einschalten und ausschalten, um dazu beizutragen, dass der Block 12 bei der höchsten Temperatur gehalten wird, ohne ein Einsetzen eines Siedens des Kühlmittels in dem Block zu bewirken. Bei einem Beispiel ist das Blockventil 14 ein digitales Blockventil, das entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist.Now up 1 Referring to Figure 1, a block diagram of an engine system is shown 10 at high level according to an example of the present disclosure. The system in this example can be an engine block 12 (hereinafter referred to simply as "block") 12 is designated) with a block valve 14 and a block temperature sensor 16 (hereinafter referred to simply as "block sensor" 16 is designated). A coolant may pass through the block in a closed loop fashion 12 to a cooling subsystem 18 and be circulated from this. The cooling subsystem 18 may include a radiator, a coolant pump, one or more temperature sensors, and associated flow control valves typically used in internal combustion engines of today's passenger cars and trucks. However, the teachings of the present disclosure are not necessarily limited to use only in passenger car and truck engines, but may also find potential application in other types of engines requiring coolant flow therethrough to assist in the engine is kept within an optimal operating temperature range. An engine control module 20 with one or more lookup tables 20a stored in an associated non-transitory memory (or in an independent memory) receives a temperature signal from the block sensor 16 and can use the temperature signal to the block valve 14 to control. The engine control module 20 may turn on the block valve according to a methodology of the present disclosure, and turn off to help make the block 12 is maintained at the highest temperature without causing an onset of boiling of the coolant in the block. In one example, the block valve 14 a digital block valve that is either fully open or fully closed.

Die vorliegende Offenbarung berücksichtigt, dass die meisten Fahrbedingungen mit geringer Last (z. B. routinemäßiges Fahren in der Stadt) keine tatsächliche Strömung des Kühlmittels durch den Block 12 erfordern, damit der Block bei einer akzeptierbaren Betriebstemperatur gehalten wird. Es ist jedoch ebenso einzusehen, dass es typischerweise unter Bedingungen ohne Strömung eine Herausforderung für den Blocksensor 16 ist, einen genauen Temperaturmesswert zu erhalten. Der Blocksensor 16 arbeitet mit optimaler Genauigkeit, wenn zumindest eine gewisse Strömung über dessen Detektionselement auftritt. Daher ist es eine beträchtliche Herausforderung, die Temperatur des stillstehenden Kühlmittels in dem Block 12 derart genau zu messen, dass das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels vermieden werden kann.The present disclosure contemplates that most low load driving conditions (eg, routine city driving) do not provide actual flow of coolant through the block 12 to keep the block at an acceptable operating temperature. However, it will also be appreciated that it is typically a challenge for the block sensor under no-flow conditions 16 is to get an accurate temperature reading. The block sensor 16 works with optimal accuracy when at least some flow occurs through its detection element. Therefore, it is a considerable challenge to adjust the temperature of the stationary coolant in the block 12 to measure so accurately that the onset of boiling of the coolant can be avoided.

Eine weitere Herausforderung ist das Steuern der Kühlmittelströmung, um Bedingungen wie etwa eine Dichtungsschwankung und das Verstopfen eines Dampflochs in dem Block 12 zu behandeln. Bedingungen mit Dichtungsschwankung und Verstopfen des Dampflochs sind mit einem Ansatz zur Temperaturvoraussage mit einem Steuerkettensystem als solchem schwer zu berücksichtigen, falls dies nicht sogar unmöglich ist. Dies liegt größtenteils daran, dass solche Bedingungen im Allgemeinen schwierig und/oder unmöglich vorauszusagen sind. Sobald sie auftreten, können sie dennoch die Temperatur in dem Block 12 erhöhen, und sie erfordern daher als Abhilfe ein gewisses Maß an Kühlmittelströmung.Another challenge is to control the flow of coolant to conditions such as a seal variation and clogging of a steam hole in the block 12 to treat. Conditions with gasket variation and steam hole clogging are difficult to account for, with a timing predictive approach with a timing chain system as such, if not impossible. This is largely because such conditions are generally difficult and / or impossible to predict. Once they occur, they can still maintain the temperature in the block 12 As a result, they require a certain amount of coolant flow.

Das System 10 und die Methodik der vorliegenden Offenbarung behandeln die vorstehenden Herausforderungen, indem eine Steuerstrategie mit doppelter Steuerschleife gleichzeitig ausgeführt wird. Die Strategie mit doppelter Schleife kann ein Steuerkettenschema, das für ein schnelles Temperaturansprechen vorgesehen ist, und ein Regelungsschema verwenden, das eine Temperatur aufgrund Wärmeleitung bzw. Wärmestrahlung ausnutzt, die mittels des Blocksensors 16 eingegeben wird, um sich langsamer ändernde detektierte Temperaturen zu behandeln, die mit der Steuerkette allein nicht detektierbar wären. Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 2 wird dies unter Verwendung einer Methodik 100 erreicht, die einen auf einem Dynamometer basierten Algorithmus zum Voraussagen des Kühlmittelsiedens umfasst (welcher nachstehend einfach als ”Algorithmus” bezeichnet wird). Der Algorithmus sagt einen Siedepunkt des Kühlmittels (d. h. einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert) basierend auf einer berechneten Motor-Wärmeabfuhr voraus, während das Kühlmittel in dem Motorblock 12 stillstehend ist. Das Motorsteuermodul öffnet das Blockventil 14, um eine minimale Strömung des Kühlmittels durch den Block 12 zum Verhindern des Siedens des Kühlmittels in dem Block auszulösen. Dieses Steuerkettenschema wird durch das Motorsteuermodul 20 gleichzeitig mit dem Regelungsschema ausgeführt, welches darauf beruht, dass die Wärmeleitung und die Wärmestrahlung den Blocksensor 16 beeinflussen. Das Regelungsschema verwendet ein Ausgangssignal des Blocksensors 16 für das Motorsteuermodul 20, um zu ermöglichen, dass das Blockventil 14 weiterhin durch das Motorsteuermodul 20 in dem Fall gesteuert wird, dass eine Dichtungsschwankung oder ein Verstopfen eines Dampflochs auftritt, was einen Anstieg in der Temperatur des stillstehenden Kühlmittels in dem Block 12 bewirkt und was daher erfordert, das das Blockventil 14 geöffnet wird, um zu verhindern, dass ein Siedezustand des Kühlmittels entsteht. Ein solcher Zustand wäre durch das Steuerkettenschema schwierig vorauszusagen und zu behandeln, wenn dies nicht sogar unmöglich wäre.The system 10 and the methodologies of the present disclosure address the foregoing challenges by simultaneously executing a dual control loop control strategy. The double-loop strategy may use a timing chain scheme intended for fast temperature response and a control scheme that exploits a temperature due to heat radiation generated by the block sensor 16 is entered to treat slower changing detected temperatures that would not be detectable with the timing chain alone. With reference to the flowchart of 2 This is done using a methodology 100 which includes a dynamometer-based algorithm for predicting refrigerant boiling (which will be referred to simply as "algorithm" hereinafter). The algorithm predicts a boiling point of the coolant (ie, a predetermined temperature threshold) based on a calculated engine heat dissipation while the coolant in the engine block 12 is stationary. The engine control module opens the block valve 14 to get a minimum flow of coolant through the block 12 to trigger the boiling of the coolant in the block. This timing chain scheme is controlled by the engine control module 20 executed simultaneously with the control scheme, which is based on the fact that the heat conduction and the heat radiation, the block sensor 16 influence. The control scheme uses an output signal of the block sensor 16 for the engine control module 20 to allow the block valve 14 continue through the engine control module 20 is controlled in the event that a seal fluctuation or clogging of a steam hole occurs, which causes an increase in the temperature of the stagnant refrigerant in the block 12 causes and therefore what requires the block valve 14 is opened to prevent a boiling state of the coolant is formed. Such a condition would be difficult to predict and handle through the timing chain scheme, if not impossible.

Der Algorithmus sagt einen Siedepunkt des stillstehenden Kühlmittels in dem Block 12 voraus, indem erhaltene Informationen verwendet werden, die sich auf die Wärmeabfuhr des Blocks 12 unter speziellen Echtzeit-Betriebsbedingungen beziehen. Die Wärmeabfuhr kann basierend auf Faktoren wie etwa Echtzeitmessungen und/oder -berechnungen geschätzt werden, die sich auf eine Luft pro Zylinder (”APC”), ein Motordrehmoment und/oder eine Motordrehzahl beziehen. Die Nachschlagetabelle(n) 20a kann bzw. können daher mehrere Werte für die vorausgesagte thermische Blockenergie (d. h. Werte für die vorausgesagte Blockwärmeabfuhr), welche auf der APC, dem Motordrehmoment und/oder der Motordrehzahl basieren, und Informationen enthalten, die sich auf eine vorausgesagte Kühlmittel-Siedetemperatur beziehen, die mit einem jeweiligen Wert für die vorausgesagte thermische Blockenergie in Beziehung stehen. Das Sieden kann durch eine Bezugnahme auf einen groben Basis-Temperaturbereich des Blocksensors 16 vorausgesagt werden. Die Nachschlagetabelle(n) 20a kann bzw. können durch die Steuerkettenmethodik der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, um vorauszusagen, ob das Sieden des Kühlmittels in dem Block 12 unmittelbar bevorsteht.The algorithm says a boiling point of the stationary coolant in the block 12 advance, by using obtained information that relates to the heat dissipation of the block 12 under special real-time operating conditions. Heat removal may be estimated based on factors such as real-time measurements and / or calculations related to air per cylinder ("APC"), engine torque, and / or engine speed. The lookup table (s) 20a Therefore, multiple values for the predicted thermal block energy (ie, predicted block heat removal values) based on the APC, engine torque, and / or engine speed, and information relating to a predicted coolant boiling temperature may be included are related to a respective value for the predicted thermal block energy. Boiling may be accomplished by reference to a coarse base temperature range of the block sensor 16 be predicted. The lookup table (s) 20a can be used by the timing chain methodology of the present disclosure to predict whether the boiling of the coolant in the block 12 imminent.

Unter Bezugnahme auf Schritt 102 in 2 detektiert der Blocksensor 16 die Blocktemperatur in Echtzeit. Bei Schritt 103 wird dann, wenn die detektierte Blocktemperatur unterhalb eines vorbestimmten maximalen Temperaturschwellenwerts liegt, keine Maßnahme bezogen auf das Ventil 14 ausgeführt. Wenn die detektierte Blocktemperatur derart ermittelt wird, dass sie größer als der vorbestimmte Temperaturschwellenwert ist, dann wird bei Schritt 104 die thermische Blockenergie ermittelt (f(APC, Drehmoment und/oder Drehzahl)). Bei Schritt 106 wird anschließend eine Überprüfung unter Verwendung der gerade ermittelten thermischen Blockenergie und der detektierten Blocktemperatur in Verbindung mit dem Steuerkettenteil der Methodik (d. h. der Nachschlagetabelle bzw. den Nachschlagetabellen 20a) ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Blockenergie (d. h. die Echtzeit-Wärmeabfuhrfähigkeit des Blocks 12) oberhalb oder unterhalb eines speziellen Blockenergieschwellenwerts liegt. Wenn die Blockenergie unterhalb des speziellen Blockenergieschwellenwerts liegt, wie dies bei Schritt 106 überprüft wird, dann wird das Blockventil 14 (1) geschlossen (oder geschlossen gehalten), wie dies durch Schritt 108 angegeben wird. Dies verhindert, dass das Kühlmittel durch den Block 12 strömt und Wärme von dem Block entfernt. Dies ermöglicht, dass der Block 12 seine gegenwärtige Temperatur zumindest beibehält. Wenn die Überprüfung bei Schritt 106 jedoch ermittelt, dass die thermische Blockenergie größer als der spezielle Blockenergieschwellenwert ist, dann wird das Blockventil 14 geöffnet, wie dies durch Schritt 110 angegeben wird, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Block 12 zu ermöglichen. Dies verhindert das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels, indem eine vorbestimmte minimale Kühlmittelströmung ermöglicht wird, die gerade ausreichend ist, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block 12 zu verhindern.Referring to step 102 in 2 the block sensor detects 16 the block temperature in real time. At step 103 If the detected block temperature is below a predetermined maximum temperature threshold, then no action is taken with respect to the valve 14 executed. When the detected block temperature is determined to be greater than the predetermined one Temperature threshold is, then at step 104 the thermal block energy is determined (f (APC, torque and / or speed)). At step 106 Next, a check is made using the thermal block energy just determined and the detected block temperature in conjunction with the control chain part of the methodology (ie, the look-up table (s) 20a ) to determine if the block energy (ie the real time heat removal capability of the block 12 ) is above or below a particular block energy threshold. If the block energy is below the specific block energy threshold, as in step 106 is checked, then the block valve 14 ( 1 ) closed (or kept closed) as indicated by step 108 is specified. This prevents the coolant from passing through the block 12 flows and removes heat from the block. This allows the block 12 at least maintains its current temperature. If the review at step 106 but determines that the thermal block energy is greater than the specific block energy threshold, then the block valve becomes 14 opened, like this by step 110 is indicated to a flow of the coolant through the block 12 to enable. This prevents the onset of boiling of the coolant by allowing a predetermined minimum coolant flow that is just sufficient to stop the boiling of the coolant in the block 12 to prevent.

Wenn der Block 12 bei Schritt 108 geschlossen wird (oder geschlossen bleibt), dann wird bei Schritt 112 eine weitere Überprüfung unter Verwendung des Regelungsteils der Methodik ausgeführt, um zu ermitteln, ob die detektierte Blocktemperatur oberhalb oder unterhalb des vorbestimmten maximalen Temperaturschwellenwerts liegt. Wenn die detektierte Blocktemperatur oberhalb des vorbestimmten maximalen Temperaturschwellenwerts liegt, dann wird das Blockventil 14 bei Schritt 110 geöffnet, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block 12 zu verhindern. Wenn die detektierte Blocktemperatur jedoch unterhalb des vorbestimmten maximalen Temperaturschwellenwerts liegt, dann kann das Verfahren bei Schritt 114 enden. Vorteilhafterweise werden der Steuerketten- und der Regelungsteil der vorstehend beschriebenen Methodik gleichzeitig miteinander ausgeführt.If the block 12 at step 108 is closed (or remains closed), then at step 112 performed a further check using the control part of the methodology to determine whether the detected block temperature is above or below the predetermined maximum temperature threshold. If the detected block temperature is above the predetermined maximum temperature threshold, then the block valve becomes 14 at step 110 opened to stop the boiling of the coolant in the block 12 to prevent. However, if the detected block temperature is below the predetermined maximum temperature threshold, then the method at step 114 end up. Advantageously, the Steuerketten- and the control part of the methodology described above are performed simultaneously with each other.

Die vorstehend in Verbindung mit 2 beschriebenen Schritte, die ein Beispiel der Methodik der vorliegenden Offenbarung darstellen, ermöglichen, dass der Regelungskreis mit im Allgemeinen längerer Ansprechzeit Wärmeleitung und Wärmestrahlung verwendet, um die Detektion zu unterstützen, ob sich das Kühlmittel in dem Motorblock 12 an dem Punkt befindet, an dem das Sieden des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht. Der Steuerkettenkreis mit kürzerer Ansprechzeit kann eine oder mehrere Nachschlagetabellen verwenden, welche die Wärmeabfuhr des Blocks 12 unter speziellen Echtzeit-Betriebsbedingungen schätzen, und er kann die geschätzte Wärmeabfuhr des Blocks bei der Ermittlung verwenden, ob das Blockventil 14 geöffnet oder geschlossen werden soll. Die Verwendung sowohl des Steuerketten- als auch des Regelungsschemas, die hierin beschrieben sind, ermöglicht, dass die Temperatur des Blocks 12 unter Bedingungen mit im Wesentlichen geringer Last (d. h. beim Fahren in der Stadt) bei einer Temperatur gehalten wird, welche die Blocktemperatur maximiert, ohne dass das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Block zugelassen wird. Anders ausgedrückt ermöglichen die Steuerketten- und die Regelungsmethodik, dass ein Zustand ohne Kühlmittelströmung in dem Block 12 aufrecht erhalten wird, ohne dass das Sieden des Kühlmittels auftritt, während die Kühlmittelströmung im Block unter Bedingungen mit hoher Last maximiert wird. Man schätzt, dass dies eine signifikante Kraftstoffeinsparung von bis zu oder möglicherweise sogar größer als 0,5% unter Bedingungen mit geringer Last (z. B. beim Fahren in der Stadt mit typischerweise ungefähr 15 mph–30 mph (24,14 km/h–48,28 km/h)) gegenüber einem System schafft, das die Strömung des Kühlmittels durch den Block 12 zu allen Zeiten zulässt.The above in connection with 2 described steps, which illustrate an example of the methodology of the present disclosure, allow the control circuit with generally longer response time heat conduction and heat radiation used to assist the detection of whether the coolant in the engine block 12 is at the point where the boiling of the coolant is imminent. The shorter response time timing chain may use one or more look-up tables that control the heat dissipation of the block 12 under specific real-time operating conditions, and he can use the estimated heat dissipation of the block in determining whether the block valve 14 should be opened or closed. The use of both the timing chain and control scheme described herein allows the temperature of the block to be varied 12 under conditions of substantially low load (ie, when driving in the city) is maintained at a temperature that maximizes the block temperature without allowing the onset of boiling of the coolant in the block. In other words, the timing chain and control methodology allows for a condition without coolant flow in the block 12 is maintained without the boiling of the coolant occurring while maximizing the coolant flow in the block under high load conditions. It is estimated that this would result in significant fuel savings of up to or possibly even greater than 0.5% under low load conditions (eg, driving in the city, typically about 15 mph-30 mph (24.14 km / h -48.28 km / h)) relative to a system which controls the flow of coolant through the block 12 at all times permits.

Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.The foregoing description is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the disclosure, its application, or uses. The broad teachings of the disclosure may be implemented in a variety of forms. Therefore, while this disclosure has specific examples, the true scope of the disclosure should not be so limited since other modifications will become apparent upon a study of the drawings, the specification, and the following claims. As used herein, formulation A, B and / or C should be construed to mean a logical (A or B or C) using a non-exclusive logical-oder. It is understood that one or more steps within a method may be performed in a different order (or concurrently) without altering the principles of the present disclosure.

In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, festzugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen.In this application, including the definitions below, the term module can be replaced by the term circuit. The expression module may refer to an application specific integrated circuit (ASIC); a digital, analog or mixed analog / digital discrete circuit; a digital, analog or mixed analog / digital integrated circuit; a circuit of combinational logic; a field programmable gate array (FPGA); a processor (shared, dedicated, or group) that executes a code; a memory (shared, dedicated, or group) storing code executed by the processor; other suitable hardware components that provide the described functionality; or a combination of some or all of the above objects, such as in a one-chip system, be part of, or include.

Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.The term code as used above may include software, firmware, and / or microcode, and may refer to programs, routines, functions, classes, and / or objects. The term shared processor includes a single processor that executes a portion of the code or the entire code of multiple modules. The term group processor includes a processor that, in combination with additional processors, executes a portion of the code or the entire code of one or more modules. The term shared memory includes a single memory that stores a portion of the code or the entire code of multiple modules. The term group memory includes a memory which, in combination with additional memories, stores part or all of the code of one or more modules. The term memory may designate a subset of the term computer-readable medium. The term computer-readable medium does not include transient electrical and electromagnetic signals propagating through a medium, and this may therefore be considered as accessible and non-volatile. Non-limiting examples of the non-transitory, accessible, computer-readable medium include nonvolatile memory, magnetic memory, and optical memory.

Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen und/oder auf diese angewiesen sein.The apparatus and methods described in this application may be implemented in part or in full by one or more computer programs executed by one or more processors. The computer programs comprise processor-executable instructions stored on a non-transitory, accessible, computer-readable medium. The computer programs may also include and / or rely on stored data.

Claims (9)

Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem Verbrennungsmotor, umfassend, dass: eine Temperatur eines Motorblocks des Verbrennungsmotors detektiert wird; eine thermische Blockenergie ermittelt wird, welche eine Fähigkeit des Motorblocks zum Abführen von Wärme repräsentiert; ein Steuerkettenschema zusammen mit der thermischen Blockenergie verwendet wird, um vorauszusagen, ob unmittelbar bevorsteht, dass ein Kühlmittel in dem Motorblock in einen Siedezustand eintritt, und dann, wenn ermittelt wird, dass ein Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Motorblock unmittelbar bevorsteht, ein Blockventil geöffnet wird, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Motorblock zu ermöglichen; und ein Regelungsschema zusammen mit der detektierten Temperatur des Motorblocks verwendet wird, um zu ermitteln, ob ein Siedezustand des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht, und das Blockventil gesteuert wird, um eine Strömung des Kühlmittels durch den Motorblock zu ermöglichen, die gerade ausreicht, um das Einsetzen des Siedens des Kühlmittels in dem Motorblock zu verhindern.A method of improving fuel economy in an internal combustion engine, comprising: a temperature of an engine block of the internal combustion engine is detected; a thermal block energy is determined, which represents an ability of the engine block to dissipate heat; a timing chain scheme is used along with the thermal block energy to predict whether imminent a coolant in the engine block is entering a boiling state, and then, when it is determined that onset of coolant boiling in the engine block is imminent, a block valve is opened to allow a flow of the coolant through the engine block; and a control scheme is used along with the detected temperature of the engine block to determine if a boiling condition of the coolant is imminent, and the block valve is controlled to allow flow of the coolant through the engine block just sufficient to stop the onset of boiling of the coolant in the engine block. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermische Blockenergie zumindest teilweise basierend auf einer Echtzeit-Ermittlung einer Luft pro Zylinder (APC) für den Motorblock ermittelt wird.The method of claim 1, wherein the thermal block energy is determined based at least in part on a real-time air per cylinder (APC) estimate for the engine block. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermische Blockenergie zumindest teilweise basierend auf einer Echtzeit-Ermittlung eines Drehmoments ermittelt wird, welches der Verbrennungsmotor ausgibt.The method of claim 1, wherein the thermal block energy is determined based at least in part on a real time determination of a torque that the engine outputs. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermische Blockenergie zumindest teilweise basierend auf einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors ermittelt wird.The method of claim 1, wherein the thermal block energy is determined based at least in part on an engine speed of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermische Blockenergie ermittelt wird basierend auf: einer Echtzeit-Ermittlung einer Luft pro Zylinder (APC) für den Motorblock; einer Echtzeit-Ermittlung eines Drehmoments, welches der Verbrennungsmotor ausgibt; und einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors; und wobei die thermische Blockenergie in einer Nachschlagetabelle dargestellt wird, anhand derer eine Voraussage darüber durchgeführt wird, ob das Sieden des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht.The method of claim 1, wherein the thermal block energy is determined based on: a real-time determination of air per cylinder (APC) for the engine block; a real-time determination of a torque output by the internal combustion engine; and an engine speed of the internal combustion engine; and wherein the thermal block energy is represented in a look-up table, based on which a prediction is made as to whether the boiling of the coolant is imminent. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass ein Motorsteuermodul zum Steuern des Blockventils verwendet wird.The method of claim 1, further comprising using an engine control module to control the block valve. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden des Steuerkettenschemas umfasst, dass zumindest eine Nachschlagetabelle verwendet wird, die Blockenergiewerte umfasst, um das Durchführen der Voraussage darüber zu unterstützen, ob ein Einsetzen des Siedens des Kühlmittels unmittelbar bevorsteht. The method of claim 1, wherein using the control chain scheme includes using at least one look-up table that includes block energy values to assist in making the prediction of whether the onset of boiling of the coolant is imminent. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren der Temperatur des Motorblocks umfasst, dass ein Block-Kühlmitteltemperatursensor verwendet wird, um eine Temperatur eines stillstehenden Kühlmittels in dem Motorblock zu detektieren.The method of claim 1, wherein detecting the temperature of the engine block comprises using a block coolant temperature sensor to detect a temperature of a stationary coolant in the engine block. Verfahren nach Anspruch 1. wobei das Steuerketten- und das Regelungsschema gleichzeitig ausgeführt werden.The method of claim 1 wherein the timing chain and the control scheme are executed simultaneously.

Images